બે $-q$ વિદ્યુતભારો એકબીજાથી $2d$ અંતરે સ્થિર છે. મધ્યબિંદુ પર મૂકવામાં આવેલ $m$ દળ ધરાવતા ત્રીજા વિદ્યુતભાર $q$ ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ બે સ્થિર વિદ્યુતભારોને જોડતી રેખાને લંબ દિશામાં $x$ $(x \ll d)$ જેટલું થોડું સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. સાબિત કરો કે વિદ્યુતભાર $q$ એ $T = \left[\frac{8 \pi^{3} \epsilon_{0} m d^{3}}{q^{2}}\right]^{1 / 2}$ આવર્તકાળ સાથે સરળ આવર્ત ગતિ કરશે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) ધારો કે $A$ અને $B$ પરના વિદ્યુતભારો $-q$ છે અને $O$ એ $AB$ નું મધ્યબિંદુ છે. વિદ્યુતભાર $q$ એ બિંદુ $P$ પર છે જેથી $PO = x$ થાય.
દરેક સ્થિર વિદ્યુતભારથી $P$ સુધીનું અંતર $r = \sqrt{d^2 + x^2}$ છે.
દરેક $-q$ વિદ્યુતભાર દ્વારા $q$ પર લાગતું સ્થિત વિદ્યુત બળ $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q^2}{r^2}$ છે.
$PO$ ને લંબ બળના ઘટકો એકબીજાને નાબૂદ કરે છે,જ્યારે $PO$ ની દિશામાંના ઘટકોનો સરવાળો થાય છે:
$F_{net} = 2F \cos \theta = 2 \left( \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{q^2}{r^2} \right) \frac{x}{r} = \frac{2q^2 x}{4\pi\epsilon_0 (d^2 + x^2)^{3/2}}$.
$x \ll d$ હોવાથી,આપણે $(d^2 + x^2)^{3/2} \approx (d^2)^{3/2} = d^3$ લઈ શકીએ.
તેથી,$F_{net} = \frac{2q^2 x}{4\pi\epsilon_0 d^3} = \frac{q^2}{2\pi\epsilon_0 d^3} x$.
બળ સંતુલન સ્થિતિ $O$ તરફ લાગે છે અને સ્થાનાંતર $x$ ના સમપ્રમાણમાં હોવાથી,ગતિ સરળ આવર્ત ગતિ છે,જ્યાં પુનઃસ્થાપક બળ $F = -kx_{eff}$ અને $k = \frac{q^2}{2\pi\epsilon_0 d^3}$ છે.
આવર્તકાળ $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt{\frac{m \cdot 2\pi\epsilon_0 d^3}{q^2}} = \sqrt{\frac{4\pi^2 \cdot 2\pi\epsilon_0 m d^3}{q^2}} = \left[\frac{8\pi^3 \epsilon_0 m d^3}{q^2}\right]^{1/2}$ છે.

Explore More

Similar Questions

વિધાન : એક ડ્યુટેરોન અને એક $\alpha -$ કણને વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. જો $F_1$ અને $F_2$ તેમના પર લાગતા બળો હોય અને $a_1$ અને $a_2$ તેમના અનુક્રમે પ્રવેગ હોય,તો $a_1 = a_2$ થાય.
કારણ : વિદ્યુતક્ષેત્રમાં બળો સમાન હશે.

એક સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં,જો કોઈ વિદ્યુતભારને વિદ્યુતક્ષેત્રની રેખાથી અલગ દિશામાં ફેંકવામાં આવે,તો તે વિદ્યુતભારનો ગતિપથ કેવો હશે?

એક ઇલેક્ટ્રોન $2.0 \times 10^{4} \; N C^{-1}$ ના મૂલ્યના સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં $1.5 \; cm$ જેટલું અંતર કાપે છે [આકૃતિ $(a)$]. વિદ્યુતક્ષેત્રનું મૂલ્ય અચળ રાખીને તેની દિશા ઉલટાવવામાં આવે છે અને પ્રોટોન તેટલું જ અંતર કાપે છે [આકૃતિ $(b)$]. દરેક કિસ્સામાં પડવા માટેનો સમય ગણો. આ પરિસ્થિતિની 'ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ મુક્ત પતન' સાથે સરખામણી કરો.

એક ઈલેક્ટ્રોન અને એક પ્રોટોનને સમાન વિદ્યુતક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે. તેમના પ્રવેગનો ગુણોત્તર ...... છે.

બે મોટી સમાંતર પ્લેટો વચ્ચેની જગ્યામાં એક સમાન ઉર્ધ્વ વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ સ્થાપિત થયેલ છે. $m$ દળનો એક નાનો વાહક ગોળો $L$ લંબાઈની દોરી વડે આ ક્ષેત્રમાં લટકાવેલ છે. જો ગોળાને $+q$ વિદ્યુતભાર આપવામાં આવે અને નીચેની પ્લેટ ધનભારિત હોય,તો આ લોલકના દોલનનો આવર્તકાળ કેટલો થશે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo